廣東空壓機(jī)余熱回收技術(shù)的發(fā)展與變遷

　　空壓機(jī)運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生油余熱和氣體余熱。原則上，如果兩種熱量都能回收，節(jié)能效益會(huì)大大提高。自2006年以來，已有空壓機(jī)余熱回收用于生活熱水的案例。在此之前，空氣壓縮機(jī)的熱量作為廢熱排放到空氣中。同時(shí)，為了保證空壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，防止運(yùn)行過程中油溫過高，需要通過換熱器使空壓機(jī)在運(yùn)行過程中保持在一個(gè)相對(duì)恒定的溫度范圍內(nèi)。在一升一滴中，結(jié)合工廠對(duì)生活熱水的需求，余熱回收技術(shù)于2008年開始普及。

　　從2006年至今，隨著工廠熱需求的升級(jí)，國內(nèi)空壓機(jī)余熱回收技術(shù)經(jīng)歷了三次技術(shù)迭代。其中一些技術(shù)仍在使用，而更多的用戶選擇回收效率更高、節(jié)能效果更好、熱回收更穩(wěn)定、使用壽命更可靠的空壓機(jī)余熱回收技術(shù)。

　　01外部廢熱回收。

　　外置空氣壓縮機(jī)余熱回收技術(shù)是行業(yè)內(nèi)最流行、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。其主要原理是利用換熱器回收空壓機(jī)中的油余熱和氣體余熱，主要由板式結(jié)構(gòu)和不銹鋼管結(jié)構(gòu)組成。在實(shí)際應(yīng)用中，將根據(jù)工作條件、水質(zhì)、可回收熱量以及生產(chǎn)工藝對(duì)熱量消耗的要求來決定結(jié)構(gòu)。

　　外部空氣壓縮機(jī)的余熱回收技術(shù)原則上與內(nèi)部空氣壓縮機(jī)相同。這兩種余熱回收技術(shù)用于同時(shí)回收石油余熱和天然氣余熱。接管管道有兩種方式:溫控閥前、溫控閥后和冷卻器前。這兩種安裝方式將使新的換熱器與空壓機(jī)原有的冷卻系統(tǒng)串聯(lián)，可回收高達(dá)80%~90%的油余熱。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)造成冷卻過度，導(dǎo)致機(jī)頭工作溫度低，造成油水分離效果不好，影響空氣效果的概率大，油的含水量高，最終會(huì)降低空壓機(jī)油的使用壽命。因此，在實(shí)際使用過程中，熱回收效率必須控制在75%以內(nèi)，以減少對(duì)空壓機(jī)用油的影響。

　　外置余熱回收技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢:熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小等。外部余熱回收改造門檻低，行業(yè)內(nèi)共極率高，質(zhì)量參差不齊?？偟膩碚f，110kW的余熱回收設(shè)備效果相對(duì)穩(wěn)定，110kW以上的空壓機(jī)改造風(fēng)險(xiǎn)更高，而行業(yè)內(nèi)口碑較好的服務(wù)商質(zhì)量會(huì)更有保障。

　　在長期的應(yīng)用中，許多用戶也發(fā)現(xiàn)了外置空壓機(jī)余熱回收技術(shù)的一些應(yīng)用缺點(diǎn):

　　1.安裝很亂。為了同時(shí)回收石油余熱和天然氣余熱，需要分別安裝不同的余熱回收設(shè)備，增加了安裝難度。由于空壓機(jī)房的工作條件和現(xiàn)場環(huán)境的影響，機(jī)房的布局無法標(biāo)準(zhǔn)化，以至于我們經(jīng)常可以看到安裝現(xiàn)場非常凌亂。

　　2.石油問題很多。為了回收空壓機(jī)的油余熱，需要將空壓機(jī)的熱油引入余熱回收器，并延長空壓機(jī)的油路。不僅油耗增加，而且油阻力增加，導(dǎo)致空壓機(jī)頭噴油量受到影響。其次，外部管道也增加了漏油的風(fēng)險(xiǎn)。

　　02內(nèi)置余熱回收技術(shù)。

　　為了提高空氣壓縮機(jī)的余熱回收效率，克服外接空氣壓縮機(jī)余熱回收技術(shù)的技術(shù)痛點(diǎn)，近年來，行業(yè)對(duì)其技術(shù)進(jìn)行了升級(jí)，提出了“內(nèi)置余熱回收技術(shù)”。方法是在空壓機(jī)中安裝板式換熱器，通過減少油路長度，減少漏油率、安裝空間過大等一系列問題。余熱回收率可達(dá)80%。

　　內(nèi)置式余熱回收技術(shù)的本質(zhì)是在空壓機(jī)的油路上增加一個(gè)換熱器，并沒有從根本上解決油路的油阻力增大，影響空壓機(jī)頭噴油量的技術(shù)問題。

　　這種技術(shù)最大的問題是，當(dāng)余熱回收不需要水時(shí)，水不會(huì)循環(huán)，板式換熱器中的水還存在，而油還在循環(huán)。油在循環(huán)時(shí)，仍然會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而換熱器中的靜水則以高溫氣體的形式長期存在。此時(shí)，微溶于水的硫酸鈣會(huì)因水分蒸發(fā)而沉淀，形成水堿。隨著水的不斷蒸發(fā)和濃縮，水和堿的含量不斷增加，達(dá)到飽和后形成水垢，最終導(dǎo)致?lián)Q熱器堵塞和失效。

　　03熱水節(jié)能空氣壓縮機(jī)技術(shù)。

　　熱水節(jié)能空壓機(jī)技術(shù)由空壓機(jī)系統(tǒng)和余熱管理系統(tǒng)組成。不是簡單的外部余熱回收技術(shù)和內(nèi)置余熱回收技術(shù)的整合升級(jí)。熱水型節(jié)能空壓機(jī)技術(shù)通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以在不增加油路的情況下，充分回收空壓機(jī)的空氣余熱和油余熱。

　　熱水節(jié)能空氣壓縮機(jī)技術(shù)有幾大技術(shù)創(chuàng)新:

　　1.取消了空壓機(jī)中原有的冷卻風(fēng)扇和冷卻器，空壓機(jī)輸入功率降低2%。

　　2.增加雙油氣余熱回收器。

　　空氣壓縮機(jī)中安裝了雙油氣余熱回收器，使得余熱回收可以直接在空氣壓縮機(jī)中完成，縮短了油路，減少了因油路過長而帶來的一系列問題。

　　空壓機(jī)的油氣熱量全部被油氣回收器吸收并轉(zhuǎn)移到自來水中，使自來水溫度升至70℃以上，供給余熱管理系統(tǒng)，同時(shí)空壓機(jī)保持在正常工作溫度范圍內(nèi)。

　　3.采用智能余熱管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水溫的智能調(diào)節(jié)。

　　余熱管理系統(tǒng)管理輸入熱水溫度和水量。當(dāng)熱水消耗量瞬間高于額定范圍時(shí)，廢熱管理系統(tǒng)內(nèi)部水壓降低，PLC向空壓機(jī)中的水溫控制閥輸出控制信號(hào)，并進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，保證出水溫度不會(huì)過高。同時(shí)，余熱管理系統(tǒng)補(bǔ)水，系統(tǒng)中的循環(huán)水泵重新調(diào)節(jié)水壓。當(dāng)熱水消耗量較小時(shí)，余熱管理系統(tǒng)通過PID變頻風(fēng)機(jī)(水冷式為變頻冷卻塔)將循環(huán)水中多余的熱量散發(fā)到外部，可以在適當(dāng)控制冷卻功率的同時(shí)，保證循環(huán)水按照設(shè)定的水溫供給空壓機(jī)。

　　熱水節(jié)能空壓機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢;

　　1)余熱回收效率可達(dá)95%?？諝鈮嚎s機(jī)需要冷卻的熱量有95%以上可以回收。

　　2)標(biāo)準(zhǔn)化、集成化。系統(tǒng)集成度高，安裝方便，無門檻。

　　3)能耗低，回收率高。用智能余熱管理系統(tǒng)代替原有的冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)余熱回收和冷卻能力的有效調(diào)節(jié)，能量回收效率提高30%以上。

　　4)運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長。它能保持油溫恒定，降低工作溫度的交變頻率，延長空壓機(jī)油和備件的使用壽命。

　　5)余熱完全回收。氣體余熱和油余熱同時(shí)回收。

　　6)三大熱能管理功能(水氣換熱流量的PID調(diào)節(jié)、保證換熱的供水、水幕冷卻保證)使壓力損失比原來的冷卻方式更低、更安全。

　　綜上所述，熱水型空氣壓縮機(jī)技術(shù)解決了傳統(tǒng)空氣壓縮機(jī)外部熱回收系統(tǒng)與原有冷卻系統(tǒng)不匹配，導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)溫度因熱量消耗而變化的缺點(diǎn)，如高溫、過冷、空氣壓縮機(jī)油高低、節(jié)能冷卻動(dòng)力等。這不利于空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行，并且在保護(hù)空氣壓縮機(jī)運(yùn)行的同時(shí)提高了廢熱的利用效率，從而為工廠創(chuàng)造了更多的效益。

　　04關(guān)于第四熱源。

　　目前，國內(nèi)工廠的熱源主要有三種:蒸汽、電力和導(dǎo)熱油。在能源短缺的今天，熱水空壓機(jī)技術(shù)可以直接使空壓機(jī)為工廠提供穩(wěn)定的空氣和熱源。具有連續(xù)供應(yīng)、無運(yùn)輸成本和損耗、熱穩(wěn)定、環(huán)保的特點(diǎn)，可以直接提高工廠的能源結(jié)構(gòu)質(zhì)量，成為工廠的第四大優(yōu)質(zhì)熱源。如果工廠的空壓機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行，在設(shè)計(jì)工廠的能源結(jié)構(gòu)時(shí)，空壓機(jī)的熱量可以納入工廠生產(chǎn)的熱源之一。

　　未來空壓機(jī)余熱回收技術(shù)是否會(huì)有比熱水空壓機(jī)更好的解決方案，還有待觀察。